中性子利用元素分析装置
【課題】
従来の有害元素分析法では、たとえばＸＲＦは、その精度（誤差３０％〜５０％）に問題があり、判定が困難な場合がある。また、Ｘ線のエネルギーが低いことから、その測定領域は固体試料表面の数十μｍに限定されることが問題である。それを解消するために試料を冷凍，粉砕等により一様化し、粉体状態で測定することがなされているが、その時点で非破壊の状態ではなくなる。また時間もそれだけかかる。
【解決手段】
本発明はＤＴ中性子発生管内に、二次元的に配列されたα線検出器アレイを備え、中性子発生管外部に、二次元的あるいは三次元的に複数の区画に分けられた試料収納部を備え、さらにα線・γ線同時計数回路，データ収集装置を備えている。α線検出器アレイのそれぞれの個別検出器は試料収納部の各区画と１対１に対応するように配置されている。
従来の有害元素分析法では、たとえばＸＲＦは、その精度（誤差３０％〜５０％）に問題があり、判定が困難な場合がある。また、Ｘ線のエネルギーが低いことから、その測定領域は固体試料表面の数十μｍに限定されることが問題である。それを解消するために試料を冷凍，粉砕等により一様化し、粉体状態で測定することがなされているが、その時点で非破壊の状態ではなくなる。また時間もそれだけかかる。
【解決手段】
本発明はＤＴ中性子発生管内に、二次元的に配列されたα線検出器アレイを備え、中性子発生管外部に、二次元的あるいは三次元的に複数の区画に分けられた試料収納部を備え、さらにα線・γ線同時計数回路，データ収集装置を備えている。α線検出器アレイのそれぞれの個別検出器は試料収納部の各区画と１対１に対応するように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中性子利用元素分析装置に係り、特に電気電子機器等に含まれる環境に有害な物資、たとえば鉛，水銀，カドミウム等を非破壊で検出するものに好適な中性子利用元素分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康や環境に対する社会的な関心が高まるにつれ、意識・無意識によらず身体に触れたり環境に放出される有害物質が問題になっている。特に電気電子機器は、身近な生活空間に多数存在するものであり、それらの個々に含まれる有害物質の量がたとえ微量でも、総数が多いこともあり集積された場合には健康に与える影響は、無視できないおそれがある。
【０００３】
そのような観点から、個々の電気電子機器に含まれる有害物質をできるだけ微量に抑えることが必要になってきており、ヨーロッパを中心に製造の段階あるいは流通の段階で検査分析する規制が検討されている。
【０００４】
たとえばＥＵ（欧州連合）では、電気電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限
（ＲｏＨＳ:Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment）を指令し、各国ではそれに対応する国内法を制定することになっている。ＲｏＨＳ指令対象電気電子機器として、大型家庭電気製品（冷蔵庫，洗濯機，電子レンジ等），小型家庭用電気製品（掃除機，トースター，コーヒーミル等），ＩＴおよび遠隔通信機器（ＰＣ，携帯電話，プリンタ，複写機等），民生用機器（ラジオ，
ＴＶ，ビデオ，楽器等），照明装置（家庭用照明機器，電球，蛍光灯等），電動工具（ドリル，のこぎり，ミシン等），玩具（ビデオゲーム，コインスロットマシン等），自動販売機類等があげられている。さらに医療用デバイス，監視および制御機器等も見直すことが予定されている。なおＲｏＨＳ規制物質としては、鉛，水銀，六価クロム（以上閾値
０.１ｗｔ％），カドミウム（０.０１ｗｔ％），臭素化合物のうちPenta−ＰＢＤＥ，
Octa−ＰＢＤＥ（いずれも０.１ｗｔ％）の６品目が指定されている。
【０００５】
現状では、これら対象品目の微量分析を行う方法として蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ）や、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ），誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）等が用いられている。
【０００６】
たとえば、特開２００５−３４７１号公報には、メッキ皮膜中の微量鉛を蛍光Ｘ線分析法で測定することが述べられているが、対象膜厚が数十μｍとごく表面の情報しか得られていない。また、特開２００４−２７１２２９号公報には、ＲｏＨＳ規制対象の一環として電子部品材料中の鉛等特定金属をＩＣＰ−ＭＳで分析することが述べられている。
【０００７】
ＸＲＦは、微弱なＸ線を試料に照射し、元素固有の特性Ｘ線から元素分析をするものである。非破壊で短時間（数分）の測定が可能なことから、スクリーニング分析として広く利用されている。短時間で閾値より大か小かを判定し、閾値より小さい場合はそのまま合格とし、閾値より大きい場合は、次のステップとして詳細分析を実施する。詳細分析ではＩＣＰ−ＡＥＳやＩＣＰ−ＭＳが用いられる。両ＩＣＰ法は、高精度（ppm〜数十ppb）が特長であるが、試料を作成するための前処理（溶媒に溶かして溶液を作成）が必要である。一方、中性子を利用した元素分析法として、原子炉中性子源からの熱中性子を試料に照射し、試料からの即発γ線をスペクトル分析することで元素固有のγ線を特定する即発γ線法が知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４７１号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながらＸＲＦは、その精度（誤差３０％〜５０％）に問題があり、判定が困難な場合がある。また、Ｘ線のエネルギーが低いことから、その測定領域は固体試料表面の数十μｍに限定されることが問題である。それを解消するために試料を冷凍，粉砕等により一様化し、粉体状態で測定することがなされているが、その時点で非破壊の状態ではなくなる。また時間もそれだけかかる。
【００１０】
一方、両ＩＣＰ法では、前処理のために多大の時間（場合によっては１日オーダ）がかかることが問題となっている。またこれらのいずれの方法も測定時には測定対象試料は１試料に限られる、すなわち、試料数が多いと、試料数に比例して測定時間がかかるという問題があり、短時間で多数の試料の測定が必要な場合には不適である。さらに従来の原子炉中性子源利用の即発γ線法では、定常的に多数の試料を短時間で測定することは、設備の構造上、また利用時間の制限上困難である。
【００１１】
本発明は上記問題点に対処したもので、その目的は、非破壊で一括して同時に多数の試料の元素分析を高精度で行うことのできる中性子利用元素分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、重水素とトリチウムの核融合反応で中性子を発生する中性子発生管と、該中性子発生管で発生する中性子とほぼ同時に発生し、該中性子の飛行方向とほぼ１８０度方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、試料を二次元的あるいは三次元的に複数の区画に分けて収納する試料収納部と、前記中性子が試料と反応して放出されるγ線を検出するγ線検出器と、前記α線検出器と該γ線検出器のデータを同時に計数するα線・γ線同時計数回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、試料収納部の多数の区画に配置された多数の試料に対して非破壊の状態で一括して中性子を照射することができ、そのときの各試料からのγ線と中性子発生管内に備えたα線検出器で検出するα線を同時計数することで、非破壊で一括して同時に多数の試料の元素分析を高精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
非破壊で一括して同時に多数の試料の元素分析を高精度で行うという目的を簡単な構成で実現した。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の中性子利用元素分析装置の全体概略構成を表す図である。
【００１６】
図１において、中性子発生管１は、密閉真空容器２内に重水素（Ｄ）ビーム発生部３とトリチウム（Ｔ）を吸蔵する金属ターゲット４およびα線検出器５００を備え、外部には重水素ビームを発生させるための電源系６および制御系７を備えている。またトリチウム吸蔵ターゲット４をはさんでα線検出器５と対向する位置に試料収納部８を配置している。
【００１７】
図２はα線検出器５と試料収納部８との関係を表す全体斜視図、図３は断面図である。また図４は、１対１対応関係にある個別のα線検出器と試料収納部の個別の区画およびその区画内に配置され他個別の試料との関係を表す拡大斜視図である。α線検出器５は、金属枠板５０に気密封着された複数のガラス部材５１ａ，５１ｂ，・・・の真空側端部に個別に薄板状α線検出器（シンチレーション素子）５２ａ，５２ｂ，・・・を備えたものが二次元アレイ的に配列されたα線検出器アレイ５００として構成されている。金属枠板
５０とガラス部材５１とは、全体として中性子発生管の真空容器の真空隔壁の一部を構成している。ここで各個別のα線検出器が、互いに干渉しないように各ガラス部材間には適度のデッドスペースｄを設けている。スペースｄはガラス部材直径Ｄ（角型の場合、１辺の長さ）に対して０.５Ｄ 〜Ｄ程度が望ましい。試料収納部８は二次元的に多数の小区画８１ａ，８１ｂ，・・・で構成され、それぞれの区画には互いにほぼ同じサイズの試料
９ａ，９ｂ，・・・が配置される。試料収納部８の材料は、中性子照射時に不要なγ線を出さないような材料、たとえば発泡スチロールや、放射化しにくい材料、たとえばアルミニウム等で構成されることが望ましい。
【００１８】
α線検出器アレイの各薄板状α線検出器５２ａ，５２ｂ，・・・と試料収納部８の各小区画８１ａ，８１ｂ，・・・は、トリチウム吸蔵ターゲット上の中性子発生点Ｐをはさんで直線的に対向し、１対１に対応している。
【００１９】
さらに前記１対１対応の個別薄板状α線検出器（たとえば５２ａ）と個別試料９ａの関係において、前記個別薄板状α線検出器５２ａと中性子発生点Ｐが作る角錐状領域Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４−Ｐ（図４のケース；個別薄板状α線検出器が円形の場合円錐状領域）が中性子発生点Ｐをはさんで前記試料収納部側へ延長して作る角錐状領域Ｂ１−Ｂ２−
Ｂ３−Ｂ４−Ｐ内に(図４のケース；個別薄板状α線検出器が円形の場合円錐状領域内に)、対応する区画Ｂ１−Ｂ２−Ｂ３−Ｂ４−Ｂ１′−Ｂ２′−Ｂ３′−Ｂ４′内の個別試料９ａが、ほぼ完全に内包されるように配置されることから、個別のα線検出器がデッドスペースｄを設けて互いに干渉しないことに対応して、収納容器内の各小区画の試料配置スペースが互いに不干渉距離ｄ′が確保できるように小区画は配置されている。距離ｄ′はα線検出器と試料収納容器小区画との関係からｍｄとなる。ここにｍは両者の位置関係できまる倍率（ｍ＞１）である。
【００２０】
さらにγ線検出器１０が試料収納部８全体を見込むような位置に配置される。γ線検出器１０は、測定すべき試料以外からの余分なγ線を遮へいするγ線遮蔽体１１（通常鉛で製作）で包囲されている。さらにその外側は、γ線検出器に中性子源から直接入る中性子を減速吸収する中性子減速吸収体１２（通常ホウ素入りポリエチレンで製作）で包囲されている。
【００２１】
またα線信号処理部２１，γ線信号処理部２２，α線・γ線同時計数回路２３，データ収集装置２４，データ比較・判定・記録装置２５が配置されている。
【００２２】
以上のような構成における各部の動作は以下のとおりである。中性子発生管１内部では、外部制御系７の指令により、真空容器２内で重水素（Ｄ）蒸気を発生し、電源系６から供給される高電圧により加速されて重水素ビーム３０を発生する。重水素（Ｄ）ビーム
３０がトリチウム吸蔵金属ターゲット４に衝突すると、ターゲット上の衝突点Ｐで重水素−トリチウム（ＤＴ）核融合反応がおこり、高速の中性子３１（１４ＭｅＶ）とα線３２(３.５ＭｅＶ) が発生する。この核反応では、中性子３１とα線３２は互いに反対方向
（１８０度方向）に飛行することが知られている。
【００２３】
実際、発明者らの実験によれば、図５に示すように重水素−トリチウム核融合反応で発生するα線の個数（すなわち中性子発生率に相当）は、中性子の個数（中性子発生管の電圧とビーム電流のモニタ値と校正値の比較から自動計測される設定値）とよく一致することを確認した。
【００２４】
また、α線−中性子同時計数により、個別α線検出器に対応する中性子の空間分布を測定したところ、図６に示すように、幾何学的な対応関係できまる領域のみに同時計数に関わる中性子が存在することが確認された。図６ではピークのカウント数に対してそのカウント数は１％以下のレベルである。すなわち、同時計数により、２桁以上のノイズ低減が実現できることがわかる。ちなみに中性子は、発生点Ｐを中心に、全方位に(立体角４π)ほぼ均一に発生している。
【００２５】
図６では、中央にピークを有するガウス状の分布をしているが、これは中性子の検出器が有限の大きさをもっていることに対応している結果であり、中性子の検出器のサイズが無限に小さければ、図６中に想像線で示したように、測定した分布と半値幅が等しい矩形の分布を示すはずである。実験では個別のα線検出器が直径約１cm、中性子発生点Ｐとα線検出器との距離が約１０cm、中性子発生点Ｐと中性子検出器との距離が２０cmのとき、測定された中性子空間分布の半値幅は約２cmであった。すなわち１：２の幾何学的な対応があることがわかる。
【００２６】
薄板状α線検出器５２ａ，５２ｂ，・・・が二次元アレイ状に配列され、個々の検出器が独立しているので、アレイのどの検出器にα線が入ったかがわかれば、α線の飛行方向が、α線検出器と重水素ビーム衝突点Ｐを結ぶ直線としてわかり、したがって中性子の飛行方向がわかる。薄板状α線検出器５２ａ，５２ｂ，・・・からの信号(光信号)は光電子増倍管５３ａ，５３ｂ，・・・を経てデータ収集装置２４内のα線信号処理部２１で処理され、α線のエネルギーに比例した波高値信号とα線の検出時刻に関連したタイミング信号に変換される。一方、中性子と試料物質の反応により、試料物質の構成元素に固有のγ線３３が発生する。γ線検出器１０からの信号（光信号）は光電子増倍管を経て、データ収集装置２４内のγ線信号処理部２２で処理され、γ線エネルギーに比例した波高値スペクトルとγ線の検出時刻に関連したタイミング信号に変換される。α線のタイミング信号とγ線のタイミング信号をα線・γ線同時計数回路２３により計測し、１４ＭｅＶの中性子の飛行速度(５.２cm／ｎｓ) と比較して、試料中でγ線が発生する反応時間が十分短いことと、γ線の飛行速度（３０cm／ｎｓ）が既知であることを考慮すると、中性子と原子との反応で発生したγ線とα線の時間差を測定することができ、中性子が試料と反応して発生したγ線の位置の測定が可能である。すなわちγ線の発生位置を三次元的に特定することができる。ここでα線検出器の素子の間分解能は１ｎｓ程度のものが選定されている。
【００２７】
したがって中性子が試料と反応する位置の精度は５cm程度になる。すなわち各試料の収納位置は５cm以上の間隔で配置する必要がある。
【００２８】
またγ線の波高値スペクトルからエネルギースペクトル２６が得られ、元素の同定が可能である。α線とγ線との同時計数を行うことにより、γ線の発生位置の確定と同時に、信号以外のノイズとなるγ線の低減が可能になる。これらの測定データはデータ収集装置２４に取り込まれ、データ比較・判定・記録装置２５内の比較部で各元素に固有の閾値を示す標準データ２７と比較部２８で比較され、判定部２９で閾値よりも小さい場合には合格、閾値と同程度か閾値より大きい場合には不合格の判定がされる。測定データおよび判定記録は記録部２０で記録され、必要なデータが出力される。
【００２９】
本実施例の構成では、多数の試料を一括して同時に計測することができるので、１試料あたりの測定時間が短くなり、分析処理能力は従来法に比較して大幅に向上する。たとえば６０個の試料を１時間で分析できれば１個／分の処理能力になる。これは従来の分析法の数倍〜数百倍の処理能力に相当する。また非破壊で高精度短時間計測ができるという点は、従来実現されなかったものである。
【００３０】
また本実施例では、さらに複数の試料を、試料収納部の各小区画にそれぞれ配置しているので、γ線の発生位置が特定しやすくなる。すなわち、試料からのγ線が発生するとすれば、その位置は、小区画のいずれかであり、それ以外でのγ線の信号は誤信号になり、位置に関する情報が正確になるという効果がある。
【実施例２】
【００３１】
図７は本発明による他の実施例（実施例２）である。試料収納部は二次元的に多数の小区画８１ａ，８１ｂ，・・・で構成されたものが２段配置され、全体として三次元的に配列されている。２段目の小区画もトリチウム吸蔵金属ターゲット上の中性子発生点Ｐをはさんでα線検出器アレイの各個別α線検出器と直線的に対応している。１段目と２段目の距離は、α線検出器の時間分解能（〜１ｎｓ）に対応して、５cm以上に設定してある。本実施例では、配置できる試料数は２倍になる。測定にもっとも時間を要するプロセスである中性子照射時間は１段の場合と同じであるので、試料１個あたりの処理時間は、ほぼ半減する。すなわち処理能力は倍増するという効果がある。
【実施例３】
【００３２】
図８は、本発明によるさらに他の実施例（実施例３）である。試料収納部の各小区画の大部分には測定すべき試料が配置されるが、小区画のひとつあるいはいくつかには、標準試料９１ａ，９１ｂ，・・・が配置される。このような試料配列をすることにより、中性子照射時に、測定すべき試料と標準試料を同時に測定し、両者の違いを同時に観測することができる。標準試料として閾値レベル，閾値の５０％レベル，１０％レベル，０％レベル等、数段階のレベルを設定することにより、標準データの精度が上がるという効果がある。また中性子源の中性子発生量は長時間レベル（１０００時間あるいはそれ以上）では徐々に低下することが考えられるが、適度なインターバル（１回／日〜１回／週）で更新することにより精度を上げることができる。同時に中性子発生管の能力の経時変化（劣化特性）をチェックすることができる。さらに標準試料を置く位置を変えることにより、場所による測定精度を確認することもできる。
【実施例４】
【００３３】
図９は、本発明によるさらに他の実施例（実施例４）である。複数の試料収納部とこれを動かすための駆動装置１００が備えられている。１回の中性子照射に用いられるのは１組の試料収納部８ａであり、他の収納部８ｂ，８ｃ，・・・は待機状態である。このような構成にすることにより、１組の試料収納部８ａで中性子を照射し、測定している間に他の試料収納部８ｂ，８ｃ，・・・で試料の配列等準備をすることができ、１組の照射測定がすみしだい、他の１組の試料を駆動装置により測定位置に移動し、次の測定を始めることができる。すなわち、実質的に無数の試料を連続的に測定することができるという効果がある。この場合、待機する試料収納部は、余分なγ線を発生しないためにも、中性子照射中の試料収納部から離れた場所で待機することが望ましい。
【実施例５】
【００３４】
図１０は、本発明によるさらに他の実施例（実施例５）である。本実施例では、複数個のγ線検出器１０ａ，１０ｂ，・・・が備えられている。それぞれのγ線検出器１０ａ，
１０ｂ，・・・はγ線遮蔽体１１ａ，１１ｂ，・・・、中性子減速吸収体１２ａ,１２ｂ,・・・で包囲されている。γ線遮蔽体は入射口を絞り込んで、γ線検出器が試料を見込む領域を小さくしてある。これによりノイズ源となる余分なγ線を除去することができる。一方それにより、測定すべき試料の数量が限定されるが、複数個のγ線検出器を用いることにより、すべての試料のデータを得ることができる。また試料からのγ線の強度は距離の２乗に反比例するので試料・γ線検出器間の距離が試料の位置によって違いすぎると、γ線信号強度の違いが大きくなり、信号レベルの差が大きくなり、測定が不安定になるが、本実施例の構成では、同一γ線検出器が分担する測定すべき試料とγ線検出器との距離は、それぞれのγ線検出器において同程度になり、安定した測定結果が得られるという効果がある。
【実施例６】
【００３５】
図１１は、本発明によるさらに他の実施例である（実施例６）。本実施例では、試料収納部の小区画とα線検出器の各α線検出器との対応が１対４になっている。この対応関係は測定試料の大きさにより、１対Ｎ（Ｎ＝２，３，・・・）と適宜変えることができる。本実施例（１対４）では１対１対応の場合の４倍の大きさのものを測定することができる。しかし本実施例では、α線検出器側にデッドスペースがあるのでその部分に対応する試料の情報は得られない。それを回避するために、試料収納部を縦横に動かし、試料全体に対する測定を行うこともできる。また、試料が均質な場合はデッドスペースで測定にかからない部分は無視することもできる。測定時間は通常よりもかかるが、大きいものを非破壊で測定分析できるという効果がある。
【実施例７】
【００３６】
図１２は、本発明によるさらに他の実施例である（実施例７）。ＸＲＦの誤差（３０％〜５０％）を見込んでも試料の特性上（素材の特性，製法等）、従来のＸＲＦで十分対応可能な場合である。すなわちＸＲＦをスクリーニング分析とし、従来のＩＣＰ法等を用いた詳細分析の代わりに中性子利用元素分析を適用する方法である。
【００３７】
ステップＩのスクリーニング分析では、従来のＸＲＦ法を用い、分析された試料の対象元素の値が、閾値１（たとえば鉛の場合、本来の規格値は０.１ｗｔ％ 、ただしここではＸＲＦ法の誤差（５０％程度）を見込んだ０.０７ｗｔ％ 程度の値）よりも大きいか小さいかで比較・判定される（比較・判定１）。この比較・判定１では、分析値が閾値１よりも小さければ（ＹＥＳ）、試料は合格対象群に分類される。分析値が閾値１よりも大きければ（ＮＯ）、試料は不合格対象群に分類される。場合によっては、判定が微妙なもの
（閾値近傍の合格試料）も、不合格対象群に分類してもよい。
【００３８】
ステップIIの詳細分析では、ステップＩで不合格と判定された試料を対象とし、本発明になる中性子利用元素分析を用いる。このステップでは、閾値２は本来の規格値（たとえば鉛の場合、０.１ｗｔ％ ）に設定してある。比較・判定２において、分析値が閾値２よりも小さければ（ＹＥＳ）、試料は合格となり、閾値２よりも大きければ（ＮＯ）、試料は不合格となる。本実施例によれば、ステップＩで不合格であったもののうち、ステップIIでは、合格となるものが出てくることになり、不要な不合格試料を救済することができるという効果がある。また、従来の詳細分析では不可能であった高精度分析が非破壊で短時間でできるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
ＲｏＨＳ対応のみならず元素分析全般に利用できる。特に多数の試料を非破壊で一括して測定できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】中性子利用元素分析装置の全体概略構成図（実施例１）。
【図２】α線検出器と試料収納部との関係を表す全体斜視図。
【図３】α線検出器と試料収納部との関係を表す断面図。
【図４】１対１対応関係にある個別のα線検出器と試料と個別の試料を示す斜視図。
【図５】α線検出器で評価した中性子発生率を示す実験データ。
【図６】個別α線検出器に対応する中性子の空間分布の測定結果。
【図７】試料収納部を三次元配列した構成図（実施例２）。
【図８】試料収納部に標準試料を配置した斜視図（実施例３）。
【図９】複数の試料収納部を駆動装置で動かす場合の断面図（実施例４）。
【図１０】複数のγ線測定器を備えた場合の断面図（実施例５）。
【図１１】大型試料測定時の斜視図（実施例６）。
【図１２】分析方法の説明図（実施例７）。
【符号の説明】
【００４１】
１…中性子発生管、２…真空容器、３…重水素ビーム発生部、４…トリチウム吸蔵金属ターゲット、５…α線検出器、６…電源系、７…制御系、８…試料収納部、９ａ，９ｂ，９ｃ，・・・…試料、１０…γ線検出器、１１…γ線遮蔽体、１２…中性子減速吸収体、２０…記録部、２１…α線信号処理部、２２…γ線信号処理部、２３…α線・γ線同時計数回路、２４…データ収集装置、２５…データ比較・判定・記録装置、２６…エネルギースペクトル、２７…標準データ、２８…比較部、２９…判定部、３０…重水素ビーム、
３１…中性子、３２…α線、３３…γ線、５０…金属枠板、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，
・・・…ガラス部材、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，・・・…薄板状α線検出器、５３ａ，
５３ｂ，５３ｃ，・・・…光電子増倍管、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，・・・…試料収納部小区画、１００…駆動装置、５００…α線検出器アレイ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は中性子利用元素分析装置に係り、特に電気電子機器等に含まれる環境に有害な物資、たとえば鉛，水銀，カドミウム等を非破壊で検出するものに好適な中性子利用元素分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康や環境に対する社会的な関心が高まるにつれ、意識・無意識によらず身体に触れたり環境に放出される有害物質が問題になっている。特に電気電子機器は、身近な生活空間に多数存在するものであり、それらの個々に含まれる有害物質の量がたとえ微量でも、総数が多いこともあり集積された場合には健康に与える影響は、無視できないおそれがある。
【０００３】
そのような観点から、個々の電気電子機器に含まれる有害物質をできるだけ微量に抑えることが必要になってきており、ヨーロッパを中心に製造の段階あるいは流通の段階で検査分析する規制が検討されている。
【０００４】
たとえばＥＵ（欧州連合）では、電気電子機器に含まれる特定有害物質の使用制限
（ＲｏＨＳ:Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment）を指令し、各国ではそれに対応する国内法を制定することになっている。ＲｏＨＳ指令対象電気電子機器として、大型家庭電気製品（冷蔵庫，洗濯機，電子レンジ等），小型家庭用電気製品（掃除機，トースター，コーヒーミル等），ＩＴおよび遠隔通信機器（ＰＣ，携帯電話，プリンタ，複写機等），民生用機器（ラジオ，
ＴＶ，ビデオ，楽器等），照明装置（家庭用照明機器，電球，蛍光灯等），電動工具（ドリル，のこぎり，ミシン等），玩具（ビデオゲーム，コインスロットマシン等），自動販売機類等があげられている。さらに医療用デバイス，監視および制御機器等も見直すことが予定されている。なおＲｏＨＳ規制物質としては、鉛，水銀，六価クロム（以上閾値
０.１ｗｔ％），カドミウム（０.０１ｗｔ％），臭素化合物のうちPenta−ＰＢＤＥ，
Octa−ＰＢＤＥ（いずれも０.１ｗｔ％）の６品目が指定されている。
【０００５】
現状では、これら対象品目の微量分析を行う方法として蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ）や、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ−ＡＥＳ），誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）等が用いられている。
【０００６】
たとえば、特開２００５−３４７１号公報には、メッキ皮膜中の微量鉛を蛍光Ｘ線分析法で測定することが述べられているが、対象膜厚が数十μｍとごく表面の情報しか得られていない。また、特開２００４−２７１２２９号公報には、ＲｏＨＳ規制対象の一環として電子部品材料中の鉛等特定金属をＩＣＰ−ＭＳで分析することが述べられている。
【０００７】
ＸＲＦは、微弱なＸ線を試料に照射し、元素固有の特性Ｘ線から元素分析をするものである。非破壊で短時間（数分）の測定が可能なことから、スクリーニング分析として広く利用されている。短時間で閾値より大か小かを判定し、閾値より小さい場合はそのまま合格とし、閾値より大きい場合は、次のステップとして詳細分析を実施する。詳細分析ではＩＣＰ−ＡＥＳやＩＣＰ−ＭＳが用いられる。両ＩＣＰ法は、高精度（ppm〜数十ppb）が特長であるが、試料を作成するための前処理（溶媒に溶かして溶液を作成）が必要である。一方、中性子を利用した元素分析法として、原子炉中性子源からの熱中性子を試料に照射し、試料からの即発γ線をスペクトル分析することで元素固有のγ線を特定する即発γ線法が知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４７１号公報
【特許文献２】特開２００４−２７１２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながらＸＲＦは、その精度（誤差３０％〜５０％）に問題があり、判定が困難な場合がある。また、Ｘ線のエネルギーが低いことから、その測定領域は固体試料表面の数十μｍに限定されることが問題である。それを解消するために試料を冷凍，粉砕等により一様化し、粉体状態で測定することがなされているが、その時点で非破壊の状態ではなくなる。また時間もそれだけかかる。
【００１０】
一方、両ＩＣＰ法では、前処理のために多大の時間（場合によっては１日オーダ）がかかることが問題となっている。またこれらのいずれの方法も測定時には測定対象試料は１試料に限られる、すなわち、試料数が多いと、試料数に比例して測定時間がかかるという問題があり、短時間で多数の試料の測定が必要な場合には不適である。さらに従来の原子炉中性子源利用の即発γ線法では、定常的に多数の試料を短時間で測定することは、設備の構造上、また利用時間の制限上困難である。
【００１１】
本発明は上記問題点に対処したもので、その目的は、非破壊で一括して同時に多数の試料の元素分析を高精度で行うことのできる中性子利用元素分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、重水素とトリチウムの核融合反応で中性子を発生する中性子発生管と、該中性子発生管で発生する中性子とほぼ同時に発生し、該中性子の飛行方向とほぼ１８０度方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、試料を二次元的あるいは三次元的に複数の区画に分けて収納する試料収納部と、前記中性子が試料と反応して放出されるγ線を検出するγ線検出器と、前記α線検出器と該γ線検出器のデータを同時に計数するα線・γ線同時計数回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、試料収納部の多数の区画に配置された多数の試料に対して非破壊の状態で一括して中性子を照射することができ、そのときの各試料からのγ線と中性子発生管内に備えたα線検出器で検出するα線を同時計数することで、非破壊で一括して同時に多数の試料の元素分析を高精度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
非破壊で一括して同時に多数の試料の元素分析を高精度で行うという目的を簡単な構成で実現した。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の中性子利用元素分析装置の全体概略構成を表す図である。
【００１６】
図１において、中性子発生管１は、密閉真空容器２内に重水素（Ｄ）ビーム発生部３とトリチウム（Ｔ）を吸蔵する金属ターゲット４およびα線検出器５００を備え、外部には重水素ビームを発生させるための電源系６および制御系７を備えている。またトリチウム吸蔵ターゲット４をはさんでα線検出器５と対向する位置に試料収納部８を配置している。
【００１７】
図２はα線検出器５と試料収納部８との関係を表す全体斜視図、図３は断面図である。また図４は、１対１対応関係にある個別のα線検出器と試料収納部の個別の区画およびその区画内に配置され他個別の試料との関係を表す拡大斜視図である。α線検出器５は、金属枠板５０に気密封着された複数のガラス部材５１ａ，５１ｂ，・・・の真空側端部に個別に薄板状α線検出器（シンチレーション素子）５２ａ，５２ｂ，・・・を備えたものが二次元アレイ的に配列されたα線検出器アレイ５００として構成されている。金属枠板
５０とガラス部材５１とは、全体として中性子発生管の真空容器の真空隔壁の一部を構成している。ここで各個別のα線検出器が、互いに干渉しないように各ガラス部材間には適度のデッドスペースｄを設けている。スペースｄはガラス部材直径Ｄ（角型の場合、１辺の長さ）に対して０.５Ｄ 〜Ｄ程度が望ましい。試料収納部８は二次元的に多数の小区画８１ａ，８１ｂ，・・・で構成され、それぞれの区画には互いにほぼ同じサイズの試料
９ａ，９ｂ，・・・が配置される。試料収納部８の材料は、中性子照射時に不要なγ線を出さないような材料、たとえば発泡スチロールや、放射化しにくい材料、たとえばアルミニウム等で構成されることが望ましい。
【００１８】
α線検出器アレイの各薄板状α線検出器５２ａ，５２ｂ，・・・と試料収納部８の各小区画８１ａ，８１ｂ，・・・は、トリチウム吸蔵ターゲット上の中性子発生点Ｐをはさんで直線的に対向し、１対１に対応している。
【００１９】
さらに前記１対１対応の個別薄板状α線検出器（たとえば５２ａ）と個別試料９ａの関係において、前記個別薄板状α線検出器５２ａと中性子発生点Ｐが作る角錐状領域Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４−Ｐ（図４のケース；個別薄板状α線検出器が円形の場合円錐状領域）が中性子発生点Ｐをはさんで前記試料収納部側へ延長して作る角錐状領域Ｂ１−Ｂ２−
Ｂ３−Ｂ４−Ｐ内に(図４のケース；個別薄板状α線検出器が円形の場合円錐状領域内に)、対応する区画Ｂ１−Ｂ２−Ｂ３−Ｂ４−Ｂ１′−Ｂ２′−Ｂ３′−Ｂ４′内の個別試料９ａが、ほぼ完全に内包されるように配置されることから、個別のα線検出器がデッドスペースｄを設けて互いに干渉しないことに対応して、収納容器内の各小区画の試料配置スペースが互いに不干渉距離ｄ′が確保できるように小区画は配置されている。距離ｄ′はα線検出器と試料収納容器小区画との関係からｍｄとなる。ここにｍは両者の位置関係できまる倍率（ｍ＞１）である。
【００２０】
さらにγ線検出器１０が試料収納部８全体を見込むような位置に配置される。γ線検出器１０は、測定すべき試料以外からの余分なγ線を遮へいするγ線遮蔽体１１（通常鉛で製作）で包囲されている。さらにその外側は、γ線検出器に中性子源から直接入る中性子を減速吸収する中性子減速吸収体１２（通常ホウ素入りポリエチレンで製作）で包囲されている。
【００２１】
またα線信号処理部２１，γ線信号処理部２２，α線・γ線同時計数回路２３，データ収集装置２４，データ比較・判定・記録装置２５が配置されている。
【００２２】
以上のような構成における各部の動作は以下のとおりである。中性子発生管１内部では、外部制御系７の指令により、真空容器２内で重水素（Ｄ）蒸気を発生し、電源系６から供給される高電圧により加速されて重水素ビーム３０を発生する。重水素（Ｄ）ビーム
３０がトリチウム吸蔵金属ターゲット４に衝突すると、ターゲット上の衝突点Ｐで重水素−トリチウム（ＤＴ）核融合反応がおこり、高速の中性子３１（１４ＭｅＶ）とα線３２(３.５ＭｅＶ) が発生する。この核反応では、中性子３１とα線３２は互いに反対方向
（１８０度方向）に飛行することが知られている。
【００２３】
実際、発明者らの実験によれば、図５に示すように重水素−トリチウム核融合反応で発生するα線の個数（すなわち中性子発生率に相当）は、中性子の個数（中性子発生管の電圧とビーム電流のモニタ値と校正値の比較から自動計測される設定値）とよく一致することを確認した。
【００２４】
また、α線−中性子同時計数により、個別α線検出器に対応する中性子の空間分布を測定したところ、図６に示すように、幾何学的な対応関係できまる領域のみに同時計数に関わる中性子が存在することが確認された。図６ではピークのカウント数に対してそのカウント数は１％以下のレベルである。すなわち、同時計数により、２桁以上のノイズ低減が実現できることがわかる。ちなみに中性子は、発生点Ｐを中心に、全方位に(立体角４π)ほぼ均一に発生している。
【００２５】
図６では、中央にピークを有するガウス状の分布をしているが、これは中性子の検出器が有限の大きさをもっていることに対応している結果であり、中性子の検出器のサイズが無限に小さければ、図６中に想像線で示したように、測定した分布と半値幅が等しい矩形の分布を示すはずである。実験では個別のα線検出器が直径約１cm、中性子発生点Ｐとα線検出器との距離が約１０cm、中性子発生点Ｐと中性子検出器との距離が２０cmのとき、測定された中性子空間分布の半値幅は約２cmであった。すなわち１：２の幾何学的な対応があることがわかる。
【００２６】
薄板状α線検出器５２ａ，５２ｂ，・・・が二次元アレイ状に配列され、個々の検出器が独立しているので、アレイのどの検出器にα線が入ったかがわかれば、α線の飛行方向が、α線検出器と重水素ビーム衝突点Ｐを結ぶ直線としてわかり、したがって中性子の飛行方向がわかる。薄板状α線検出器５２ａ，５２ｂ，・・・からの信号(光信号)は光電子増倍管５３ａ，５３ｂ，・・・を経てデータ収集装置２４内のα線信号処理部２１で処理され、α線のエネルギーに比例した波高値信号とα線の検出時刻に関連したタイミング信号に変換される。一方、中性子と試料物質の反応により、試料物質の構成元素に固有のγ線３３が発生する。γ線検出器１０からの信号（光信号）は光電子増倍管を経て、データ収集装置２４内のγ線信号処理部２２で処理され、γ線エネルギーに比例した波高値スペクトルとγ線の検出時刻に関連したタイミング信号に変換される。α線のタイミング信号とγ線のタイミング信号をα線・γ線同時計数回路２３により計測し、１４ＭｅＶの中性子の飛行速度(５.２cm／ｎｓ) と比較して、試料中でγ線が発生する反応時間が十分短いことと、γ線の飛行速度（３０cm／ｎｓ）が既知であることを考慮すると、中性子と原子との反応で発生したγ線とα線の時間差を測定することができ、中性子が試料と反応して発生したγ線の位置の測定が可能である。すなわちγ線の発生位置を三次元的に特定することができる。ここでα線検出器の素子の間分解能は１ｎｓ程度のものが選定されている。
【００２７】
したがって中性子が試料と反応する位置の精度は５cm程度になる。すなわち各試料の収納位置は５cm以上の間隔で配置する必要がある。
【００２８】
またγ線の波高値スペクトルからエネルギースペクトル２６が得られ、元素の同定が可能である。α線とγ線との同時計数を行うことにより、γ線の発生位置の確定と同時に、信号以外のノイズとなるγ線の低減が可能になる。これらの測定データはデータ収集装置２４に取り込まれ、データ比較・判定・記録装置２５内の比較部で各元素に固有の閾値を示す標準データ２７と比較部２８で比較され、判定部２９で閾値よりも小さい場合には合格、閾値と同程度か閾値より大きい場合には不合格の判定がされる。測定データおよび判定記録は記録部２０で記録され、必要なデータが出力される。
【００２９】
本実施例の構成では、多数の試料を一括して同時に計測することができるので、１試料あたりの測定時間が短くなり、分析処理能力は従来法に比較して大幅に向上する。たとえば６０個の試料を１時間で分析できれば１個／分の処理能力になる。これは従来の分析法の数倍〜数百倍の処理能力に相当する。また非破壊で高精度短時間計測ができるという点は、従来実現されなかったものである。
【００３０】
また本実施例では、さらに複数の試料を、試料収納部の各小区画にそれぞれ配置しているので、γ線の発生位置が特定しやすくなる。すなわち、試料からのγ線が発生するとすれば、その位置は、小区画のいずれかであり、それ以外でのγ線の信号は誤信号になり、位置に関する情報が正確になるという効果がある。
【実施例２】
【００３１】
図７は本発明による他の実施例（実施例２）である。試料収納部は二次元的に多数の小区画８１ａ，８１ｂ，・・・で構成されたものが２段配置され、全体として三次元的に配列されている。２段目の小区画もトリチウム吸蔵金属ターゲット上の中性子発生点Ｐをはさんでα線検出器アレイの各個別α線検出器と直線的に対応している。１段目と２段目の距離は、α線検出器の時間分解能（〜１ｎｓ）に対応して、５cm以上に設定してある。本実施例では、配置できる試料数は２倍になる。測定にもっとも時間を要するプロセスである中性子照射時間は１段の場合と同じであるので、試料１個あたりの処理時間は、ほぼ半減する。すなわち処理能力は倍増するという効果がある。
【実施例３】
【００３２】
図８は、本発明によるさらに他の実施例（実施例３）である。試料収納部の各小区画の大部分には測定すべき試料が配置されるが、小区画のひとつあるいはいくつかには、標準試料９１ａ，９１ｂ，・・・が配置される。このような試料配列をすることにより、中性子照射時に、測定すべき試料と標準試料を同時に測定し、両者の違いを同時に観測することができる。標準試料として閾値レベル，閾値の５０％レベル，１０％レベル，０％レベル等、数段階のレベルを設定することにより、標準データの精度が上がるという効果がある。また中性子源の中性子発生量は長時間レベル（１０００時間あるいはそれ以上）では徐々に低下することが考えられるが、適度なインターバル（１回／日〜１回／週）で更新することにより精度を上げることができる。同時に中性子発生管の能力の経時変化（劣化特性）をチェックすることができる。さらに標準試料を置く位置を変えることにより、場所による測定精度を確認することもできる。
【実施例４】
【００３３】
図９は、本発明によるさらに他の実施例（実施例４）である。複数の試料収納部とこれを動かすための駆動装置１００が備えられている。１回の中性子照射に用いられるのは１組の試料収納部８ａであり、他の収納部８ｂ，８ｃ，・・・は待機状態である。このような構成にすることにより、１組の試料収納部８ａで中性子を照射し、測定している間に他の試料収納部８ｂ，８ｃ，・・・で試料の配列等準備をすることができ、１組の照射測定がすみしだい、他の１組の試料を駆動装置により測定位置に移動し、次の測定を始めることができる。すなわち、実質的に無数の試料を連続的に測定することができるという効果がある。この場合、待機する試料収納部は、余分なγ線を発生しないためにも、中性子照射中の試料収納部から離れた場所で待機することが望ましい。
【実施例５】
【００３４】
図１０は、本発明によるさらに他の実施例（実施例５）である。本実施例では、複数個のγ線検出器１０ａ，１０ｂ，・・・が備えられている。それぞれのγ線検出器１０ａ，
１０ｂ，・・・はγ線遮蔽体１１ａ，１１ｂ，・・・、中性子減速吸収体１２ａ,１２ｂ,・・・で包囲されている。γ線遮蔽体は入射口を絞り込んで、γ線検出器が試料を見込む領域を小さくしてある。これによりノイズ源となる余分なγ線を除去することができる。一方それにより、測定すべき試料の数量が限定されるが、複数個のγ線検出器を用いることにより、すべての試料のデータを得ることができる。また試料からのγ線の強度は距離の２乗に反比例するので試料・γ線検出器間の距離が試料の位置によって違いすぎると、γ線信号強度の違いが大きくなり、信号レベルの差が大きくなり、測定が不安定になるが、本実施例の構成では、同一γ線検出器が分担する測定すべき試料とγ線検出器との距離は、それぞれのγ線検出器において同程度になり、安定した測定結果が得られるという効果がある。
【実施例６】
【００３５】
図１１は、本発明によるさらに他の実施例である（実施例６）。本実施例では、試料収納部の小区画とα線検出器の各α線検出器との対応が１対４になっている。この対応関係は測定試料の大きさにより、１対Ｎ（Ｎ＝２，３，・・・）と適宜変えることができる。本実施例（１対４）では１対１対応の場合の４倍の大きさのものを測定することができる。しかし本実施例では、α線検出器側にデッドスペースがあるのでその部分に対応する試料の情報は得られない。それを回避するために、試料収納部を縦横に動かし、試料全体に対する測定を行うこともできる。また、試料が均質な場合はデッドスペースで測定にかからない部分は無視することもできる。測定時間は通常よりもかかるが、大きいものを非破壊で測定分析できるという効果がある。
【実施例７】
【００３６】
図１２は、本発明によるさらに他の実施例である（実施例７）。ＸＲＦの誤差（３０％〜５０％）を見込んでも試料の特性上（素材の特性，製法等）、従来のＸＲＦで十分対応可能な場合である。すなわちＸＲＦをスクリーニング分析とし、従来のＩＣＰ法等を用いた詳細分析の代わりに中性子利用元素分析を適用する方法である。
【００３７】
ステップＩのスクリーニング分析では、従来のＸＲＦ法を用い、分析された試料の対象元素の値が、閾値１（たとえば鉛の場合、本来の規格値は０.１ｗｔ％ 、ただしここではＸＲＦ法の誤差（５０％程度）を見込んだ０.０７ｗｔ％ 程度の値）よりも大きいか小さいかで比較・判定される（比較・判定１）。この比較・判定１では、分析値が閾値１よりも小さければ（ＹＥＳ）、試料は合格対象群に分類される。分析値が閾値１よりも大きければ（ＮＯ）、試料は不合格対象群に分類される。場合によっては、判定が微妙なもの
（閾値近傍の合格試料）も、不合格対象群に分類してもよい。
【００３８】
ステップIIの詳細分析では、ステップＩで不合格と判定された試料を対象とし、本発明になる中性子利用元素分析を用いる。このステップでは、閾値２は本来の規格値（たとえば鉛の場合、０.１ｗｔ％ ）に設定してある。比較・判定２において、分析値が閾値２よりも小さければ（ＹＥＳ）、試料は合格となり、閾値２よりも大きければ（ＮＯ）、試料は不合格となる。本実施例によれば、ステップＩで不合格であったもののうち、ステップIIでは、合格となるものが出てくることになり、不要な不合格試料を救済することができるという効果がある。また、従来の詳細分析では不可能であった高精度分析が非破壊で短時間でできるという効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
ＲｏＨＳ対応のみならず元素分析全般に利用できる。特に多数の試料を非破壊で一括して測定できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】中性子利用元素分析装置の全体概略構成図（実施例１）。
【図２】α線検出器と試料収納部との関係を表す全体斜視図。
【図３】α線検出器と試料収納部との関係を表す断面図。
【図４】１対１対応関係にある個別のα線検出器と試料と個別の試料を示す斜視図。
【図５】α線検出器で評価した中性子発生率を示す実験データ。
【図６】個別α線検出器に対応する中性子の空間分布の測定結果。
【図７】試料収納部を三次元配列した構成図（実施例２）。
【図８】試料収納部に標準試料を配置した斜視図（実施例３）。
【図９】複数の試料収納部を駆動装置で動かす場合の断面図（実施例４）。
【図１０】複数のγ線測定器を備えた場合の断面図（実施例５）。
【図１１】大型試料測定時の斜視図（実施例６）。
【図１２】分析方法の説明図（実施例７）。
【符号の説明】
【００４１】
１…中性子発生管、２…真空容器、３…重水素ビーム発生部、４…トリチウム吸蔵金属ターゲット、５…α線検出器、６…電源系、７…制御系、８…試料収納部、９ａ，９ｂ，９ｃ，・・・…試料、１０…γ線検出器、１１…γ線遮蔽体、１２…中性子減速吸収体、２０…記録部、２１…α線信号処理部、２２…γ線信号処理部、２３…α線・γ線同時計数回路、２４…データ収集装置、２５…データ比較・判定・記録装置、２６…エネルギースペクトル、２７…標準データ、２８…比較部、２９…判定部、３０…重水素ビーム、
３１…中性子、３２…α線、３３…γ線、５０…金属枠板、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，
・・・…ガラス部材、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，・・・…薄板状α線検出器、５３ａ，
５３ｂ，５３ｃ，・・・…光電子増倍管、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，・・・…試料収納部小区画、１００…駆動装置、５００…α線検出器アレイ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子を発生する中性子発生管と、該中性子発生管で発生する中性子とほぼ同時に発生し、該中性子の飛行方向とほぼ１８０度方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、試料を二次元的あるいは三次元的に複数の区画に分けて収納する試料収納部と、前記中性子が試料と反応して放出されるγ線を検出するγ線検出器と、前記α線検出器と該γ線検出器のデ−タを同時に計数するα線・γ線同時計数回路とを備えた中性子利用元素分析装置。
【請求項２】
前記α線検出器が二次元アレイ的に配列されたα線検出器アレイとして構成され、それぞれのα線検出器が隔壁により互いに干渉しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項３】
前記α線検出器アレイのそれぞれのα線検出器が、前記試料収納部の各区画と１対１に対応するように前記α線検出器アレイと前記試料収納部が配置されていることを特徴とする請求項２記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項４】
前記試料収納部の区画の一部に標準試料を配置し、測定時にはこれらの標準試料を同時に測定することを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項５】
前記試料収納部を複数備え、各試料収納部を駆動させる駆動装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項６】
前記γ線検出器を複数備え、それぞれに中性子遮蔽体およびγ線遮蔽体を備えたことを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項７】
前記試料収納部の各区画と前記α線検出器との対応が１対Ｎ（Ｎ＝２，３，・・・）であることを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項１】
重水素とトリチウムの核融合反応で中性子を発生する中性子発生管と、該中性子発生管で発生する中性子とほぼ同時に発生し、該中性子の飛行方向とほぼ１８０度方向に放出されるα線を検出するα線検出器と、試料を二次元的あるいは三次元的に複数の区画に分けて収納する試料収納部と、前記中性子が試料と反応して放出されるγ線を検出するγ線検出器と、前記α線検出器と該γ線検出器のデ−タを同時に計数するα線・γ線同時計数回路とを備えた中性子利用元素分析装置。
【請求項２】
前記α線検出器が二次元アレイ的に配列されたα線検出器アレイとして構成され、それぞれのα線検出器が隔壁により互いに干渉しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項３】
前記α線検出器アレイのそれぞれのα線検出器が、前記試料収納部の各区画と１対１に対応するように前記α線検出器アレイと前記試料収納部が配置されていることを特徴とする請求項２記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項４】
前記試料収納部の区画の一部に標準試料を配置し、測定時にはこれらの標準試料を同時に測定することを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項５】
前記試料収納部を複数備え、各試料収納部を駆動させる駆動装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項６】
前記γ線検出器を複数備え、それぞれに中性子遮蔽体およびγ線遮蔽体を備えたことを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【請求項７】
前記試料収納部の各区画と前記α線検出器との対応が１対Ｎ（Ｎ＝２，３，・・・）であることを特徴とする請求項１記載の中性子利用元素分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−７１６７５（Ｐ２００７−７１６７５Ａ）
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５８６５０（Ｐ２００５−２５８６５０）
【出願日】平成１７年９月７日（２００５．９．７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２２日（２００７．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月７日（２００５．９．７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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